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电池荷电状态的准确估计是电池管理系统中的三大核心问题之一,也是电动汽车发展的关键问题之一,荷电状态准确估计的意义有[3]:
(1)延长电池寿命,在电池电量已经充满的情况下仍继续充电或电池电量不足时仍继续放电都会对电池造成损伤,使电池的可用时长减少。如果能准确估算出SOC值,就可以控制并调节SOC使其在允许的范围内变化,让电池工作在健康的状态下,就可以防止出现过充或过放的情况,使得电池的使用时长增加。
(2)提升电池效率和汽车性能,如果不能准确得到SOC值,在使用电池时就需要时刻考虑电池的寿命问题,会影响电池使用性能的最大化,同时也造成汽车的整体性能下降。
(3)降低成本,电池容量方面的要求越低,所花费的成本也会越低,还可以保证在安全行驶状态和电池工作在健康状态时使汽车的维修费用减少。
(4)提供续航里程参考,动力电池荷电状态的估算值反映的是电池的剩余电量,驾驶员可以根据剩余电量合理安排行驶里程。
1.3 动力电池存在的问题
在文献[4]中张向倩、高月、黄飞等人对动力电池进行了研究,发现了电池存在的一些问题,如电池管理系统无法切断电源导致过充、电池短路引起着火等。其中最突出的问题有两个:
(1)安全问题,电池在工作时温度会上升,一般情况下温度可控,如果电池在高温下持续工作,电池内部会发生一系列化学反应,导致温度进一步提高,引发热失控,减少电池使用寿命,增加了安全隐患。
(2)续航里程问题,汽车的行驶里程是所有客户关注的重点,而动力电池是汽车最重要的环节,也是阻碍电动汽车发展的主要因蓄素,电池单位质量能储存的电量很少,价格也比较贵,也没形成一定的经济规模,各地的油价电价不同,有些电池的使用成本甚至比汽车本身贵。要想新能源汽车被广泛接受,就必须解决电池续航里程和价格问题。
1.4研究内容
本文研究的重点是电池的荷电状态,荷电状态的重要性在于可以为使用者提供剩余电量作为参考。所以本文的研究对象为:
(1)各种SOC估算方法的优缺点。
(2)模糊预测算法估算SOC。
(3)搭建预测模型和模糊模型并仿真对比。
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